La valorisation des produits ecosan : Jardins d’essais et ... · Jardins d’essais et de démonstration de Dayet Ifrah-Ifrane Commune rurale Ait Sed rate Jbel Soufla . Atelier

Atelier de formation ecosan, Rabat le 26-06-2013

Sara DEROUICH

Mohamed El Ghali KHIYATI

Christine WERNER

(GIZ/AGIRE)

La valorisation des produits ecosan :

Jardins d’essais et de démonstration de Dayet Ifrah-Ifrane

Commune rurale Ait Sed

rate Jbel Soufla

Atelier de formation SWIM, Rabat 26.06.2013

Rappels théoriques

2


Nutriments Nutriments

Fermeture la chaîne alimentaire

entre assainissement et l'agriculture

Aliment Aliment

destruction pathogènes

Les systèmes ecosan visent à:

Améliorer la fertilité du sol

Optimiser la gestion des ressources en eau et en aliments

Améliorer la qualité des eaux de surfaces et souterraines

Réduire le risque sanitaire lié à l’assainissement.

Fermer la boucle entre l’assainissement et l’agriculture


Besoins des plantes en nutriments

Les éléments

nutritifs non-

minéraux

Les éléments nutritifs minéraux

Macroéléments

Mésoéléments

Oligoéléments

C, H, O N, P, K Ca, Mg, S B, Cl, Cu, Fe, Mn,

Mo, Ni, Zn

4

La loi du minimum (Brady, 1984)

N P K

Wat

er

Ligh

t

Tem

pera

ture

S

Soil

stru

ctur

e

B Ca

O2

Mg

FeCu

Yield

NN P K

Wat

er

Ligh

t

Tem

pera

ture

S

Soil

stru

ctur

e

B Ca

O2

Mg

FeCu

Yield

N


0

1

2

3

4

5

6

N N P P K K

Nu

trie

nt

(kg

) Quantité de nutriment annuellement excrétée par un

habitant et exigences nutritionnelles pour la production de 250 kg de céréales

cerealrequirements

faeces

urine

Nutriments excrétés par l’homme


Disponibilité en nutriments dans l’urine et les fèces

Nutriments dans l’urine:

Principalement soluble dans l’eau directement

disponible aux plantes,

Disponibilité rapide des plantes

Fèces:

Les nutriments sont partiellement solubles dans l’eau

Disponibilité plus lente pour des plantes

Au fur et à mesure que la matière fécale est dégradée dans le

sol, les nutriments (N + P) deviennent disponibles à la plante

Matière organique:

Améliore la structure du sol

Augmente les retentions d’eau et le pouvoir tampon

Soutient les organismes du sol

K. Conradin


Métaux lourds:

Généralement en très faible quantité dans les excréments.

Dépendent de la quantité présente dans les produits consommés.

Hormones:

Excrétés avec l’urine.

Ont été longtemps excrétés dans les environnements terrestres

(mammifères) la végétation et les microbes du sol y sont adaptés et

peuvent dégrader ces hormones

Risque probablement très faible lorsqu’elles sont appliquées sur le sol

Substances Pharmaceutiques :

Principalement dérivées de la nature

Dégradées dans l’environnement naturel avec une activité

microbiennes diverse

Les risques qui y sont associés sont faibles

K. Conradin

Composition des excréments humains : Métaux lourds

& Micropolluants


Risques sanitaires liés à l’utilisation des excrétas humains

Organismes Temps de traitement nécessaires

Virus 20 jours

Bactéries:

-salmonelle

-Excitateurs de cholera

-Germes de coliformes

fécaux

30 jours

5 jours

50 jours

Protozoaires (unicellulaires) :

-Amibes

15 jours

Nématodes (vers):

- Œufs d’ascaris

- Œufs de Ténia saginata

12 mois

6 mois

• L’urine est hygiéniquement peu dangereuse (sauf cas rare

de contamination par des résidus fécaux ou de maladie

rare)

• Les fèces sont hygiéniquement très dangereux, une

déshydratation prolongée permet d’éliminer les formes de

résistance


Que pense l’Islam de la valorisation agricole des excréta ?

« L’irrigation avec l’eau usée est aussi permise ainsi que de manger tout ce qui en est produit comme fruits et légumes »

Mohamed Ibn Youssef SIKAFI 829 de

l’hégire (1408):« ihkame alahkame

aala touhfate al ahkam ».


Précautions hygièniques

Concept de barrières multiples

10

Concept de Barrières multiples pour l’utilisation saine de l’urine et des fèces comme fertilisant (RICHERT, 2010)


Application des produits ecosan dans l’agriculture

11


Urine:

Haute qualité & faible coût de rechange des engrais minéraux

artificiels

Mieux utilisé pour les cultures exigeants l’N et légumes à

feuilles

L'utilisation des recommandations spécifiques à la région et des

cultures pour les engrais N (urée, ammoniaque ou nitrate) le cas

échéant de traduire les recommandations de l'urine.

En règle générale:

concentration de 3-7 grammes de N par litre d’urine

Meilleur effet sur un sol avec haute teneur en matières organique

Bénéfique pour la fertilité du sol d’utiliser à la fois l’urine et les

fèces (éventuellement sur différentes années )

Urine comme engrais

Source: GTZ


Urine comme engrais: Dilution

L’urine peut être appliquée directement ou diluée avec de

l’eau.

13

Augmentation de la dilution:

- Le volume à répartir

- travail

- Équipement nécessaire

- L’utilisation d’énergie

- Risque de compactage

du sol

Baisse de dilution:

+ Risque des

applications

excessives

+ Risque de toxicité

pour les plantes

Appliquer l’urine dans le sol

Éviter l’application directe sur les feuilles

Éviter la dilution de l’urine pendant le stockage

Atelier de formation SWIM, Rabat 26.06.2013 14

Matériel d’application de l’urine hygiénisée (Baragé, 2010) Application de l’urine par sillons (Gensch & al., 2011)

Application avec

arrosoir

Application avec

seau+gobelet Application

avec bidon

Urine comme engrais: Modes d’application

Application de l’urine par poquet (Baragé, 2010)

Faire une raie ou un trou

10 cm à côté de la plante Appliquer l’urine

dans la raie/trou

Refermer la

raie/trou

Arroser

copieusement


www.winetitles.com

Source: M. Johansson

Application à grande échelle de l’urine

humaine dans des sillons (Suède)

Urine comme engrais: Modes d’application

Application de l’urine humaine dans un jardin d’essai et de démonstration (Dayet Ifrah, Maroc)


La contamination par les matières fécales

augmente les risques sanitaires

Au niveau du ménage, l’urine peut être utilisée

directement, le stockage est nécessaire pour les

systèmes collectifs

Le temps de stockage doit être prolongé pour les

zones froides

La dilution devrait être évitée lors du stockage

L’urine doit être incorporée dans le sol (éviter perte

ammoniac)

Bien laver les mains après la manipulation.

Une période d’au moins un mois doit être respectée

entre la fertilisation et la récolte

Urine comme engrais: Autres recommandations

Dosage et application de l’urine

(Derouich-AGIRE, 2012)


Température

de stockage

Temps de

stockage

Pathogènes

Potentiellement

contenus dans l’urine

Cultures recommandées

4°C >1 mois virus, protozoaires

cultures alimentaires et des

fourrages, qui doivent être

traitées

4°C >6 mois virus



traitées, cultures fourragères

20°C >1 mois virus



traitées, cultures fourragères

20°C >6 mois Probablement aucune Toutes cultures

Temps de stockage recommandé pour l’urine en provenance des systèmes

d’assainissement collectif

Urine comme engrais: Autres recommandations


Fèces comme engrais: Traitement

Un temps de stockage d’une année

permet d’éliminer la plus part des

pathogènes.

Faible teneur en humidité: réduit les

odeurs et le développement de mouches.

Les pertes en nutriments sont faibles.

Recyclage de la matière organique plus

important comparé au compostage

La matière organique et la cendre ajoutée

augmentent l’effet tampon et le pH du sol

Fèces stockées et mélangées avec la

cendre (Derouich-AGIRE, 2012)


Traitement Critères Commentaire

Stockage; temp.

Ambiante 2-20°C

1.5 – 2

ans

Élimine les bactéries pathogènes; recroissance

possible de l’E. coli/Salmonella; réduira les virus et

parasites protozoaires en dessous du niveau de

risque. Quelques ovules véhiculées par le sol peuvent

persister à faible nombre.

Stockage (traitement

unique)

temp. Ambiante

>20-35°C

> 1 an Inactivation importante à l'inactivation complète des

virus, bactéries et protozoaires; plus ou moins

complète inactivation des oeufs d'ascaris se produira

d'ici un an.(21)

Traitement alcalin

(= pH >9)

pH >9

pendant

>6 mois

Si la température> 35 ° C et l'humidité <25%, baisse

du pH et / ou matériel humide prolongera le temps

d'élimination absolue.

Fèces comme engrais: Traitement

Temps de stockage recommandé pour les fèces


Fèces comme engrais: Modes d’application

Plus grands avantages des fèces:

teneur en P, K et matières organiques

Avant les semailles et la plantation, le

P est très important pour le bon

développement des jeunes plantes et

des racines

L’incorporation dans le sol est

importante

Éviter l’ajout des fèces comme engrais

pour des légumes consommés crus La

matière fécale est riche en P, K et la

matière organique Application et couverture des fèces

hygiènisées (Derouich-AGIRE, 2012)


en fonction de la teneur en phosphore:

Dépend de la quantité de P excrétée et le taux d’élimination de

la plante la matière fécale d’1 personne suffit pour fertiliser

quelques 200-300 m² de blé

Le taux d'application peut être basé sur les taux d'engrais à

base de P

en fonction de la teneur en matière organique

des Taux d’application élevés sont nécessaires pour obtenir

des effets sur la structure du sol

La teneur idéale en matière organique est obtenue après une

longue période de traitement

La matière organique apportée dans le sol est continuellement

minéralisée et utilisée par la plante d’où le besoin d’un apport

continu en fertilisants

Fèces comme engrais: Taux d’application


Les pratiques d’usage agricoles dépendent du traitement

antérieur.

le Traitement peut ne pas rendre un produit

absolument sain!

Les mesures sécuritaires additionnelles pour minimiser

le risque de transmission des maladies :

Équipement spécial pour produits désinfectés ou non

désinfecté/purifiés

Manipulation: porter des vêtements de protection

(gants) et lavage par la suite

Travailler rapidement les fèces traités dans le sol

Ne pas utiliser improprement les fèces désinfectés pour

les légumes, fruits et tubercules qui seront

consommées crus, à l’exclusion des arbres fruitiers.

Les fèces incinérés sont hygiéniquement saines – mais

certains nutriments sont perdus J. Heeb

Fèces comme engrais: Autres recommandations


Le digestat est inodore et ne contient pas de pathogènes

Il améliore la structure du sol

Il augmente la capacité de rétention d'eau et le pouvoir

tampon du sol

Il favorise le développement des micro-organismes du sol

une grande partie du carbone et transformée en biogaz ce

qui réduit le rapport C/N, pour faire du digestat un produit

à plus haute valeur fertilisante car plus riche en azote

assimilable

La valeur fertilisante est améliorée: Les teneurs en N, P, K

totaux ne changent pas. Cependant, l’azote, initialement

sous forme organique, se retrouve majoritairement sous

forme ammoniacale qui est plus facilement assimilable par

les cultures mais qui est également plus volatile

Digestat comme engrais


Recommandations pratiques pour le digestat

Le digestat doit être maintenu humide

ou couvert par des sols pour éviter la

perte de l’ammoniaque par évaporation

Il est recommandé de procéder à un

épandage immédiat

Pour un stockage de longue durée, il est

préférable de composter les boues avec

d'autres matières organiques,

l’ammoniac est lié de nouveau sous

forme organique

Dosage et application du digestat (Derouich-AGIRE, 2013)


Jardins d’essai, Dayet Ifrah-Ifrane

25


Préparation du jardin d’essai (campagne agricole 2012)

1)Traçage des sillons, avec un traceur attaché à un tracteur

26

2) Épierrage

3) Délimitation des parcelles

5) Installation du système

d’irrigation goutte à goutte

4) Semis

30 cm


Mise en place des jardins pédagogiques de démonstration –

Campagne 2012

Pomme de terre

Maïs doux

Navet

Objectifs:

Utilisation des urines et des

fèces collectées séparément

au niveau des TDSUs dans

la fertilisation du jardin

agricole

Cultures testées:

• Pomme de terre

• Maïs doux

• Navet



Résultats des analyses

29


Résultats des analyses: Urine

L’analyse chimique : azote, phosphore, potassium,

calcium et sodium.

30

Composition chimique des échantillons d’urines issues des TDSUs du

village Ait Daoud ou Moussa (Elmerouani-AGIRE, 2011)

g/l

Azote Sodium Potassium Phosphore Calcium


L’analyse physique : pH et conductivité électrique

31

Echantillons

E1 E2 E3 E4 Moyenne

pH 11.5 8.9 8.6

11.6 10,15

pH des échantillons d'urine (Elaouni-AGIRE, 2011)

Echantillons

E1 E2 E3 E4 Moyenne

Conductivité (μs/cm)

50 400

40 800

47 500

29 000 41 925

Conductivité électrique des échantillons d’urine (Elaouni-AGIRE, 2011)



L’analyse microbiologique : indicateurs de pollution fécale

(streptocoques fécaux (SF) et les coliformes fécaux (CF)).

32

Echantillon 1 Echantillon 2

SF CF SF CF

Urine fraiche (UCF/100ml) 2,2 103 3,0 104 2,2 103

3,3 104

Après traitement (60 jrs

de stockage) (UCF/100ml)

1,2*101 1,25*102 0,9*101

1,2*102

Taux d’abattement (%) 99,45 99,58 99,59 99,6

Résultats des analyses microbiologiques des échantillons d'urine (Elaouni, 2011)


A titre d’exemple, pour les normes réglementaires des eaux destinées à

l’irrigation, on retrouve : un taux de coliformes fécaux inférieur à 1000

CF/100ml (Loi n°10-95 sur l’eau). Dans notre cas, l’urine affiche des valeurs relevant des normes (120 CF/100ml).


Résultats des analyses: Digestat

L’analyse chimique : azote, phosphore, potassium

33

Composition chimique des échantillons de digestat issus du biodigesteur

anaérobie du village Dayet Ifrah (Benhassane,-AGIRE, 2011)

5

1.8

4.45

0

1

2

3

4

5

6

Azote Phosphore Potassium

g/l


L’analyse microbiologique

34

Résultats des analyses microbiologiques des échantillons d'urine (Benhassane-AGIRE, 2011)

Résultats des analyses: Digestat

Date Localisation CT CF SF CSR PS VC S

14/06/2011

Entrée 3,2 105 4,2 104 3,9 103 4 ,2 104 X X X

Sortie 4,2 102 2,1 102 3,1 102 0 abs abs Abs

Rabattement 99,87% 99,5% 92,05% 100%

20/06/2011

Entrée 4,2 104 2,2 104 1,3 103 2,1 104 X X X

Sortie 2,1 102 3,5 101 2 101 0 Abs abs Abs

Rabattement 99,5% 99,84% 98,46% 100%

27/06/2011

Entrée 5,1 103 2,1 103 4,1 102 2,1 103 X X X

Sortie 1,4 102 2,1 101 1,5 101 0 abs abs Abs

Rabattement 97,25% 99% 96,34% 100%


L’analyse microbiologique

35

Résultats des analyses: Fèces

Les résultats des examens des fèces montrent une

absence des indicateurs de pollution fécale et de tous

les pathogènes recherchés :

Coliformes fécaux

Streptocoques fécaux

Salmonella

Œufs d’helminthes (Ascaris)

Clostridium

Rotavirus

Escherichia coli


Rendements des cultures

36


Rendement et discussion

Rendement de la pomme de terre (urine)

37

42.8

47.9

44.8

48.6

52.4

55.4

30

35

40

45

50

55

60

Témoin Engraischimique

Urine 50% Urine 75% Urine100%

Urine150%

Rendement (t/ha)

Témoin sans fertilisants

50% urines 100% urines 150% urines

Amélioration de la production de la pomme de terre avec

l'utilisation de l'urine (Derouich-AGIRE, 2012)

Comparaison rendement obtenu chez la pomme de

terre en fonction du traitement appliqué (Derouich-

AGIRE, 2012)

- L’engrais chimique donne des résultats supérieurs au témoin absolu, mais inférieurs à

ceux issus du traitement avec l’urine à 75%, car l’urine contient des éléments nutritifs

autres que N, P et K, tel que le sodium et le calcium.

- Plus on augmente la quantité d’urine apportée plus le rendement est amélioré (entre 50%

et 150% d’urine, le rendement est amélioré d’environ 20% )



Rendement du maïs doux (urine)

38


50% urines 100% urines 150% urines

Amélioration de la production du maïs doux avec

l'utilisation de l'urine (Derouich-AGIRE, 2012)

Comparaison rendement obtenu chez la pomme de

terre en fonction du traitement appliqué (Derouich-

AGIRE, 2012)

- L’engrais chimique donne des résultats supérieurs par rapport au témoin absolu mais

inférieurs à ceux issus du traitement avec l’urine à 75%

- Plus on augmente la quantité d’urine apportée plus le rendement est amélioré

28.5

29.2 29.3

29.9

30.6

27

27.5

28

28.5

29

29.5

30

30.5

31


Urine 75% Urine 100% Urine 150%

Rendement (t/ha)



Rendement du navet (urine)

39

Figure: Comparaison de la biomasse obtenue chez le navet en fonction

du traitement appliqué (Elmerouani-AGIRE, 2011)

2.84

3.64 3.38

3.81 4.11

4.27

4.76

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5


Urine 50% Urine 75% Urine 100% Urine 150% Urine 250%

Rendement (kg/m²)

- Le rendement en biomasse pour le traitement d’urine à 50% dépasse celui du témoin

absolu

- plus l’apport d’urine est important plus le rendement du navet augmente



Rendement du navet (fèces + urine)

40

Figure: Comparaison du rendement obtenu chez le navet en

fonction du traitement appliqué (Derouich-AGIRE, 2012)

- Le rendement en poids frais du navet pour les parcelles fertilisées avec juste les fèces (une pelle par m²) est élevé par rapport au témoin absolu, mais reste inférieur au rendement du navet fertilisé par l’engrais chimique.

- Les fèces avec l’urine à 100% donnent des résultats meilleurs que l’engrais chimique. On peut expliquer ces résultats par le fait que la matière fécale est riche en phosphore, en potassium et en matière organique, mais dépourvue en azote qui est concentré dans l’urine.

11.25

12.09

12.49

13.22

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

13.5

Témoin Témoin fèces Engrais chimique Fèces+urines 100%

Rendement (t/ha)


Témoin fèces Fèces + 50% urines

Fèces + 100% urines

Figure: Amélioration de la production du navet avec

l'utilisation de l'urine et des fèces (Derouich-AGIRE, 2012)



Rendement de la courgette (urine)

41

Figure: Comparaison de la biomasse obtenue chez la courgette en fonction du

traitement appliqué (Kitanou-AGIRE, 2011)

- Le rendement issu de l’utilisation de l’urine à 50% est supérieur à celui issu de l’engrais

chimique. Cet effet stimulateur de la croissance est d’autant plus accentué que la concentration

en urine est élevée.

- Ainsi, une concentration en urine cinq fois plus concentrée (250%) provoque une augmentation

du rendement de 15% environ par rapport à la plus faible concentration en urine (50%).

Rendement (kg/m²)


82%

90%

95%

0% 50% 100%

42

Résultat des enquêtes de satisfaction – mi 2011

(Auprès de la population à Dayet Ifrah)

95% de la population enquêtée

sont prêts à commercialiser l’urine

(vente et achat) et ses produits

agricoles

90% de la population ne disposant

pas d’installation sanitaires veulent

avoir une TDSU chez eux.

82% de la population ayant des

puits perdus veulent avoir une

TDSU chez eux.

17.11.2011 Visite de la délégation allemande


Conclusion

Application de l’urine, du digestat et des fèces amélioration

significative du rendement agricole

Les urines et les digestats = engrais complets de haute qualité avec

des niveaux inférieurs de contamination

Utilisation « saine » des produits de l’assainissement écologique

dépend du respect des normes d’hygiène dans production, application,

consommation.

43


Merci pour votre attention

www.agire-maroc.org

Documents

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